数学概念方法题型易误点技巧总结之直线平面及简单多面体1.doc

数学概念方法题型易误点技巧总结之直线平面及简单多面体（一） 1、三个公理和三条推论：（1）公理1：一条直线的两点在一个平面内，那么这条直线上的所有的点都在这个平面内。这是判断直线在平面内的常用方法。（2）公理2、如果两个平面有两个公共点，它们有无数个公共点，而且这无数个公共点都在同一条直线上。这是判断几点共线（证这几点是两个平面的公共点）和三条直线共点（证其中两条直线的交点在第三条直线上）的方法之一。（3）公理3：经过不在同一直线上的三点有且只有一个平面。推论1：经过直线和直线外一点有且只有一个平面。推论2：经过两条相交直线有且只有一个平面。推论3：经过两条平行直线有且只有一个平面。公理3和三个推论是确定平面的依据。比如：在空间四点中，三点共线是四点共面的_条件（答：充分非必要）；给出命题：若al，a，bl ，b，则 l ；若a，a，b，b，则ab；若l，al，则a若a、b、c，a、b、c，且a、b、c不共线，则与重合。上述命题中，真命题是_（答：）；长方体中abcd-a1b1c1d1中，ab=8，bc=6，在线段bd，a1c1上各有一点p、q，在pq上有一点m，且pm=mq，则m点的轨迹图形的面积为_（答：24）2、直观图的画法（斜二侧画法规则）：在画直观图时，要注意：（1）使，所确定的平面表示水平平面。（2）已知图形中平行于轴和轴的线段，在直观图中保持长度和平行性不变，平行于轴的线段平行性不变，但在直观图中其长度为原来的一半。比如：用斜二测画法画一个水平放置的平面图形为如下图的一个正方形，则原来图形的形状是（）（答：a）已知正的边长为，那么的平面直观图的面积为_（答：）3、空间直线的位置关系：（1）相交直线有且只有一个公共点。（2）平行直线在同一平面内，没有公共点。（3）异面直线不在同一平面内，也没有公共点。比如：空间四边形abcd中，e、f、g、h分别是四边上的中点，则直线eg和fh的位置关系_（答：相交）；给出下列四个命题：异面直线是指空间既不平行又不相交的直线；两异面直线，如果平行于平面，那么不平行平面；两异面直线，如果平面，那么不垂直于平面；两异面直线在同一平面内的射影不可能是两条平行直线。其中正确的命题是_（答：）4、异面直线的判定：反证法。 比如：（1）“、为异面直线”是指：，但不平行于；面，面且ab；面，面且；面，b面；不存在平面，能使面且面成立。上述结论中，正确的是_（答：）；（2）在空间四边形abcd中，m、n分别是ab、cd的中点，设bc+ad=2a，则mn与a的大小关系是_（答：mna）；（3）若e、f、g、h顺次为空间四边形abcd四条边ab、bc、cd、da的中点，且eg=3，fh=4，则ac2+bd2= _（答：50）；（4）如果、是异面直线，p是不在、上的任意一点，下列四个结论：过点p一定可以作直线与、都相交；过点p一定可以作直线与、都垂直；过点p一定可以作平面与、都平行；过点p一定可以作直线与、都平行。其中正确的结论是_（答：）；（5）如果两条异面直线称作一对，那么正方体的十二条棱中异面直线的对数为_（答：24）；（6）已知平面求证：b、c是异面直线5、异面直线所成角的求法：（1）范围：；（2）求法：计算异面直线所成角的关键是平移（中点平移，顶点平移以及补形法：把空间图形补成熟悉的或完整的几何体，如正方体、平行六面体、长方体等，以便易于发现两条异面直线间的关系）转化为相交两直线的夹角。比如：（1）正四棱锥的所有棱长相等，是的中点，那么异面直线与所成的角的余弦值等于_（答：）；（2）在正方体ac1中，m是侧棱dd1的中点，o是底面abcd的中心，p是棱a1b1上的一点，则op与am所成的角的大小为_（答：90）；（3）已知异面直线a、b所成的角为50，p为空间一点，则过p且与a、b所成的角都是30的直线有且仅有_条（答：2）；（4）若异面直线所成的角为，且直线，则异面直线所成角的范围是_（答：）；6、异面直线的距离的概念：和两条异面直线都垂直相交的直线叫异面直线的公垂线。两条异面直线的公垂线有且只有一条。而和两条异面直线都垂直的直线有无数条，因为空间中，垂直不一定相交。比如：（1）abcd是矩形，沿对角线ac把adc折起，使adbc，求证：bd是异面直线ad与bc的公垂线；（2）如图，在正方体abcda1b1c1d1中，ef是异面直线ac与a1d的公垂线，则由正方体的八个顶点所连接的直线中，与ef平行的直线有_条（答：1）；7、两直线平行的判定：（1）公理4：平行于同一直线的两直线互相平行；（2）线面平行的性质：如果一条直线和一个平面平行，那么经过这条直线的平面和这个平面相交的交线和这条直线平行；（3）面面平行的性质：如果两个平行平面同时与第三个平面相交，那么它们的交线平行；（4）线面垂直的性质：如果两条直线都垂直于同一个平面，那么这两条直线平行。8、两直线垂直的判定：（1）转化为证线面垂直；（2）三垂线定理及逆定理。9、直线与平面的位置关系：（1）直线在平面内；（2）直线与平面相交。其中，如果一条直线和平面内任何一条直线都垂直，那么这条直线和这个平面垂直。注意：任一条直线并不等同于无数条直线；（3）直线与平面平行。其中直线与平面相交、直线与平面平行都叫作直线在平面外。比如：（1）下列命题中，正确的是 、若直线平行于平面内的一条直线b , 则 / 、若直线垂直于平面的斜线b在平面内的射影，则b、若直线垂直于平面,直线b是平面的斜线，则与b是异面直线、若一个棱锥的所有侧棱与底面所成的角都相等，且所有侧面与底面所成的角也相等，则它一定是正棱锥（答：d）；（2）正方体abcd-a1b1c1d1中，点p在侧面bcc1b1及其边界上运动，并且总保持apbd1，则动点p的轨迹是_（答：线段b1c）。10、直线与平面平行的判定和性质：（1）判定：判定定理：如果平面内一条直线和这个平面平面平行，那么这条直线和这个平面平行；面面平行的性质：若两个平面平行，则其中一个平面内的任何直线与另一个平面平行。（2）性质：如果一条直线和一个平面平行，那么经过这条直线的平面和这个平面相交的交线和这条直线平行。在遇到线面平行时，常需作出过已知直线且与已知平面相交的辅助平面，以便运用线面平行的性质。比如：（1）、表示平面，a、b表示直线，则a的一个充分不必要条件是a、，ab、b，且abc、ab且b d、且a（答：d）；（2）正方体abcd-abcd中，点n在bd上，点m在b1c上，且cm=dn，求证：mn面aa1b1b。11、直线和平面垂直的判定和性质：（1）判定：如果一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直，那么这条直线和这个平面垂直。两条平行线中有一条直线和一个平面垂直，那么另一条直线也和这个平面垂直。（2）性质：如果一条直线和一个平面垂直，那么这条直线和这个平面内所有直线都垂直。如果两条直线都垂直于同一个平面，那么这两条直线平行。比如：（1）如果命题“若z，则”不成立，那么字母x、y、z在空间所表示的几何图形一定是_（答：x、y是直线，z是平面）；（2）已知a，b，c是直线，、是平面，下列条件中能得出直线a平面的是a、ab，其中， b、ab ，c、， d、，（答：d）；（3）ab为o的直径，c为o上的一点，ad面abc，aebd于e，afcd于f，求证：bd平面aef。12、三垂线定理及逆定理：（1）定理：在平面内的一条直线，如果它和这个平面的一条斜线的射影垂直，那么它也和这条斜线垂直。（2）逆定理：在平面内的一条直线，如果它和这个平面的一条斜线，那么它也和这条斜线在平面内的射影垂直。其作用是证两直线异面垂直和作二面角的平面角。13、直线和平面所成的角：（1）定义：平面的一条斜线和它在平面内的射影所成的锐角，叫这条直线和这个平面所成的角。（2）范围：；（3）求法：作出直线在平面上的射影；（4）斜线与平面所成的角的特征：斜线与平面中所有直线所成角中最小的角。比如：（1）在正三棱柱abc-a1b1c1中，已知ab=1，d在棱bb1上，bd=1，则ad与平面aa1c1c所成的角为_（答：arcsin）；（2）正方体abcd-a1b1c1d1中，e、f分别是ab、c1d1的中点，则棱 a1b1 与截面a1ecf所成的角的余弦值是_（答：）；（3）是从点引出的三条射线，每两条的夹角都是，则直线与平面所成角的余弦值为_（答：）；（4）若一平面与正方体的十二条棱所在直线都成相等的角，则sin的值为_（答：）。14、平面与平面的位置关系：（1）平行没有公共点；（2）相交有一条公共直线。15、两个平面平行的判定和性质：（1）判定：一个如果平面内有两条相交直线和另一个平面平行，则这两个平面平行。（2）性质：如果两个平行平面同时与第三个平面相交，那么它们的交线平行。比如：（1）是两个不重合的平面，在下列条件中，不能判定平面的条件是a、是内一个三角形的两条边，且b、内有不共线的三点到的距离都相等c、都垂直于同一条直线d、是两条异面直线，且（答：b）；（2）给出以下六个命题：垂直于同一直线的两个平面平行；平行于同一直线的两个平面平行；平行于同一平面的两个平面平行；与同一直线成等角的两个平面平行；一个平面内的两条相交直线于另一个平面内的两条相交直线平行，则这两个平面平行；两个平面分别与第三个平面相交所得的两条交线平行，则这两个平面平行。其中正确的序号是_（答：）；（3）正方体abcd-abcd中ab=。求证：平面ad1b1平面c1db；求证：a1c平面ad1b1 ；求平面ad1b1与平面c1db间的距离（答：）；16、二面角：（1）平面角的三要素：顶点在棱上；角的两边分别在两个半平面内；角的两边与棱都垂直。（2）作平面角的主要方法：定义法：直接在二面角的棱上取一点（特殊点），分别在两个半平面内作棱的垂线，得出平面角，用定义法时，要认真观察图形的特性；三垂线法：过其中一个面内一点作另一个面的垂线，用三垂线定理或逆定理作出二面角的平面角；垂面法：过一点作棱的垂面，则垂面与两个半平面的交线所成的角即为平面角；（3）二面角的范围：；（4）二面角的求法：转化为求平面角；面积射影法：利用面积射影公式，其中为平面角的大小。对于一类没有给出棱的二面角，应先延伸两个半平面，使之相交出现棱，然后再选用上述方法（尤其可考虑面积射影法）。比如：（1）正方形abcd-a1b1c1d1中，二面角b-a1c-a的大小为_（答：）；（2）将a为60的棱形abcd沿对角线bd折叠，使a、c的距离等于bd，则二面角a-bd-c的余弦值是_（答：）；（3）正四棱柱abcda1b1c1d1中对角线bd18，bd1与侧面b1bcc1所成的为30，则二面角c1bd1b1的大小为_（答：）；（4）从点p出发引三条射线pa、pb、pc，每两条的夹角都是60，则二面角b-pa-c的余弦值是_（答：）；（5）二面角-的平面角为120，a、b，ac，bd，ac，bd，若ab=ac=bd=1，则cd的长_（答：2）；（6）abcd为菱形，dab60，pd面abcd，且pdad，则面pab与面pcd所成的锐二面角的大小为_（答：）。17、两个平面垂直的判定和性质：（1）判定：判定定理：如果一个平面经过另一个平面的一条垂线，那么这两个平面互相垂直。定义法：即证两个相交平面所成的二面角为直二面角；（2）性质：如果两个平面垂直，那么在一个平面内垂直于它们交线的直线垂直于另一个平面。比如：（1）三个平面两两垂直，它们的交线交于一点o，p到三个面的距离分别为3、4、5，则op的长为_（答：5）；（2）在四棱锥p-abcd中，pa底面abcd，底面各边都相等，m是pc上的一动点，当点m满足_时，平面mbd平面pcd（答：）；（3）过s引三条长度相等但不共面的线段sa、sb、sc，且asb=asc=60，bsc90，求证：平面abc平面bsc。特别指出：立体几何中平行、垂直关系的证明的基本思路是利用线面关系的转化，即： 如（1）已知直线平面，直线平面，给出下列四个命题：；。其中正确的命题是_（答：）；（2）设是两条不同直线，是两个不同平面，给出下列四个命题：若则；若，则；若，则或；若则。其中正确的命题是_（答：）18、空间距离的求法：（特别强调：立体几何中有关角和距离的计算，要遵循“一作，二证，三计算”的原则）（1）异面直线的距离：直接找公垂线段而求之；转化为求直线到平面的距离，即过其中一条直线作平面和另一条直线平行。转化为求平面到平面的距离，即过两直线分别作相互平行的两个平面。如已知正方体abcd- a1b1c1d1的棱长为，则异面直线bd与b1c的距离为_（答：）。（2）点到直线的距离：一般用三垂线定理作出垂线再求解。比如：等边三角形的边长为，是边上的高，将沿折起，使之与所在平面成的二面角，这时点到的距离是_（答：）；点p是120的二面角-内的一点，点p到、的距离分别是3、4，则p到的距离为_（答：）；在正方体abcda1b1c1d1的侧面ab1内有一动点p到棱a1b1与棱bc的距离相等，则动点p所在曲线的形状为_（答：抛物线弧）。（3）点到平面的距离：垂面法：借助于面面垂直的性质来作垂线，其中过已知点确定已知面的垂面是关键；体积法：转化为求三棱锥的高；等价转移法。比如：长方体的棱，则点到平面的距离等于_（答：）；在棱长为a的正方体abcd-a1b1c1d1中，m是aa1的中点，则a1到平面mbd的距离为_（答：a）。（4）直线与平面的距离：前提是直线与平面平行